Рост сложности решаемых задач по объективным причинам ведёт к сложности алгоритмов и их реализаций на алгоритмических языках Си, Паскаль, Фортран и др. Ещё больше времени уходит на отладку кода. Эти причины привели к созданию Систем автоматизированного проектирования (САПР), в которые золожены некие алгоритмы. Такие системы появились достаточно давно, и были узкоспециализированными. Среди математических САПР наибольшую популярность приобрели MathCAD (MathSoft Inc.), Mathematica (Wolfram Research, Inc.), MATLAB (MathWorks Inc.), Maple V (Waterloo Maple Inc.).
Данная публикация посвящена самой мощной и наиболее открытой системе MATLAB. За несколько лет работы с системой MATLAB мною были решены достаточно сложные прикладные задачи. При этом основной проблемой, с которой мне приходилось сталкиваться, явилась проблема повышение производительности системы.
В этой работе изложены моменты, позволяющие значительно повысить производительность системы и даже “выйти” из рамок MATLAB. Для тех, кто раньше не работал с системой изложен краткий курс обучения.
Так как MATLAB является системой численных вычислений (хотя Math Works Inc. и закупил некоторые библиотеки символьных вычислений у Waterloo Maple Inc.), имеет смысл для некоторых “механических” расчётов использовать пакеты символьных вычислений, например Maple V.
Особенностью MATLAB является надстройка Simulink, которая позволяет решать многие задачи в режиме RAD — создать модель из отдельных блоков и запустить процесс.
В заключении этого раздела приведу сравнительную характеристику системы MATLAB и Maple V:
Сравнительная характеристика MATLAB — Maple V
Ориентация на численные методы
Пакет символьных вычислений. Очень удобный инструмент для относительно несложных расчётов. Наиболее удачное применение совместно с MATLAB.
Поддержка сценариев и включение новых алгоритмов
Отсутствует возможность включения новых алгоритмов
Сохранение результатов решения на диске, их загрузка в память в нужный момент, использование в других сценариях и т.д.
Невозможно сохранить результаты решения на диске, т.е. необходимо каждый раз запускать сценарий заново
Решение систем дифференциальных уравнений (СДУ) в форме Коши. В моей практике MATLAB всегда находил решение СДУ. Имеется несколько методов, в том числе для жёстких систем
Решение систем дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений высшего порядка. Однако для жестких систем или сложных уравнений решение не всегда может быть получено или процесс займёт несравненно много времени.
Можно использовать как численные, так и символьные методы. В случае символьных методов решение будет дано в общем виде.
Решение ДУ с помощью преобразования Лапласа
Можно линковать электронные таблицы Excel
Maple V Release 5 имеет встроенные электронные таблицы, но работать с ними крайне неудобно
Создание моделей объектов по технологии RAD в среде Simulink
Отсутствует
Создание графического пользовательского интерфейса
Отсутствует
Линкование с MS Word и, соответственно, у вас все возможности редактора. Принцип напоминает MathCAD. Однако, учитывая, что одновремення работа MATLAB и MS Word плохо сказывается на системных ресурсах компьютера, использование данной возможности весьма сомнительно
Верстка документа непосредственно в рабочей программе. Создание раскрывающихся уровней программы, что весьма удобно. Однако для документирования абсолютно не подходит
Работа со звуком, изображениями, анимация
Отсутствует (создание анимированных рисунков в формате GIF несколько иное приложение анимации, не имеет исследовательского применения)
